Луженая медь и алюминий соединение

Вот честно — каждый раз, когда слышу про луженую медь с алюминием, вспоминаю, сколько людей до сих пор лепят их вместе на глазок, будто склеивают бумагу. А потом удивляются, почему контакт греется или через полгода рассыпался. Сам когда-то в цеху видел, как парень залудил алюминиевую шину обычным ПОС-ом, потом прикрутил к медной — и всё, мол, работает. Через месяц на объекте дым пошел. И ведь не дурак был — просто недоглядел, что алюминий под флюсом окисляется так, что даже лужение не спасает, если не выдержана технология.

Почему это вообще проблема

Алюминий и медь — как кошка с собакой. Электрохимический потенциал у них разный, и если просто скрутить или спаять, в месте контакта начинается медленная коррозия. Особенно при влажности или переменных нагрузках. Лужение меди тут — не панацея, а скорее попытка замедлить процесс. Но если сделать не по уму, то луженый слой со временем трескается, а под ним — тот же гальванический пар.

Кстати, многие думают, что главное — хорошо залудить. Ан нет — важно и чем лудить, и как готовить поверхность. Я как-то пробовал использовать бессвинцовые припои — в теории экологично, но на практике адгезия к алюминию слабовата, особенно если он не протравлен как следует.

Еще момент — температура. Медь лудится при одних значениях, алюминий — при других. Если перегреть алюминий, он теряет прочность, а недогреть — припой не схватится. Вот и приходится балансировать, иногда даже предварительный подогрев делать.

Что пробовали в цеху и что вышло

Раньше мы экспериментировали с разными флюсами — канифольными, кислотными, даже самодельными на основе глицерина. С кислотными вроде бы схватывается на ура, но потом остатки флюса разъедают соединение изнутри. Особенно если это ответственный узел в энергетике.

Один раз попробовали механический способ — на медную луженую пластину нанесли алюминиевое напыление. Вроде бы красиво, но стоимость вышла заоблачная, да и пористость высокая. Для высоких токов — не вариант.

Самое стабильное — это переходные элементы, например, биметаллические пластины. Но и тут не всё просто — если наплавка сделана криво, то по краям всё равно начинается окисление.

Как сейчас делаем на производстве

Сейчас мы на Ляньсинь отработали технологию пайки в контролируемой среде. Берем луженую медь с бескислородной основой — она меньше окисляется при нагреве. Алюминий предварительно травлим спецсоставом, потом — нагрев в азотной атмосфере. Припой — обычно на основе олова с добавками серебра, но не всегда — зависит от нагрузки.

Кстати, на сайте lianxin-metal.ru есть технические спецификации по медно-алюминиевым композитам — там как раз описаны параметры для таких соединений. Мы иногда оттуда данные берем, когда подбираем режимы для новых заказов.

Важно не спешить на этапе охлаждения. Если резко остудить — появляются микротрещины. Поэтому после пайки держим под медленным остыванием, иногда даже с термостатированием.

Типичные косяки и как их избежать

Чаще всего лажают с очисткой. Кажется, протер спиртом — и всё чисто. А на деле жир или оксидная пленка остаются. Мы используем ультразвуковые ванны с особыми растворителями — особенно для алюминия.

Еще — не контролируют толщину луженого слоя. Если слишком тонкий — медь со временем ?проступит? и контакт с алюминием станет прямым. Если толстый — припой может потечь при нагреве. Оптимально — 10–15 мкм, но это уже под микроскопом смотреть.

И да — многие забывают про механическую фиксацию. Пайка — это хорошо, но если узел вибрирует, нужно дополнять клепкой или болтовым соединением. Мы в таких случаях используем гибридные методы — сначала пайка, потом поджим.

Где это реально применяется

У нас в ООО ?Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии? такие соединения часто идут на шины для подстанций, где медь — на силовых частях, а алюминий — на отводах. Еще — в автопроме, для батарейных модулей электромобилей. Тут важна стабильность под вибрацией.

Один заказ был на судовое оборудование — там солевая атмосфера, так что пришлось дополнительно покрывать соединение силиконовым герметиком. Без этого — месяц работы, и уже признаки коррозии.

Из наших материалов — хром-циркониевая медь иногда используется как основа под лужение, если нужна высокая термостойкость. Но это уже для спецзаказов, где температуры под 200°C.

Что в итоге

Луженая медь с алюминием — не миф, но и не простая склейка. Нужна подготовка, контроль и понимание, что даже идеальное соединение со временем деградирует. Главное — не экономить на этапе очистки и не игнорировать среду эксплуатации.

Мы на Ляньсинь продолжаем эксперименты с покрытиями — пробуем никелирование как промежуточный слой, но пока дороговато для серии. Если кому-то интересны детали — на сайте компании есть раздел с техническими статьями, там мы иногда выкладываем наши наработки.

И да — если беретесь за такое соединение сами, всегда тестируйте на образцах. Один раз потратить время на пробник — лучше, чем переделывать узел на объекте.